废旧军服纤维性能与再利用纺纱研究

曹成辉，朱进忠，王　藩

(1.河南工程学院 纺织科技与标准应用研究所，河南 郑州 450007；

2．河南工程学院 纺织学院，河南 郑州 450007)



废旧军服纤维性能与再利用纺纱研究

曹成辉1,2，朱进忠1,2，王藩2

(1.河南工程学院 纺织科技与标准应用研究所，河南 郑州 450007；

2．河南工程学院 纺织学院，河南 郑州 450007)

摘要：对废旧军服涤纶纤维的性能进行测试并与纯棉和普通涤纶对比分析，设计废旧涤纶/棉混纺纱工艺，测试纱线的性能并与普通涤纶/棉纱、纯棉纱对比分析.结果表明，废旧涤纶纤维的强力与强度比棉纤维高，比普通涤纶低，而回潮率却比普通涤纶大；废旧涤纶/棉纱的断裂强度、弹性、条干均匀度比普通涤纶/棉纱和纯棉纱差；单位长度上，废旧涤纶/棉纱的粗节和细节量比普通涤纶/棉纱和纯棉纱多.

关键词：废旧涤纶纤维；纱线；强伸性；条干；毛羽

按照《军服管理条例》[1]，07式军服实行发新收旧和退役收旧，全军一年就要回收多达上万吨的废旧军服[2].对这些废旧军服加以回收再利用，不但可以为国家节约大量资源以缓解纺织行业资源短缺的现状，还可以减少废旧军服对环境的污染，有很好的经济效益和社会效益.

废旧军服中的士兵常服与作训服多为涤棉混纺，可采用物理回收方式[3]将棉纤维经黏胶法或铜氨法溶解，或者用酸降解[4]，过滤得到涤纶纤维.本课题对废旧军服回收得到的涤纶(以下简称废旧涤纶)纤维进行了测试与纺纱研究，以助其产品开发.

1纤维的性能测试与分析

测试所用的废旧涤纶纤维、普通涤纶纤维和细绒棉纤维来自郑州宏大纺纱公司，对3种纤维的拉伸性能、线密度、长度和回潮率进行测试比较.所用仪器有Y171型纤维切断器(10 mm)、LLY-06B电子式单纤维强力仪、YG747型通风式快速八箱恒温烘箱等.测试结果如表1所示.

表1　纤维性能指标

从表1中可以看出，废旧涤纶纤维的平均长度、断裂强度与断裂伸长率比普通涤纶纤维小，原因可能是废旧涤纶经使用和破碎、纤维分离、开松等工序，又受到染化料和其他杂质的影响，纤维变短，力学性能下降.废旧涤纶纤维的断裂强度和断裂伸长率比细绒棉纤维大，这主要是由纤维内部的结构决定的；废旧涤纶纤维的回潮率比普通涤纶纤维大，原因可能是纤维里掺杂着回潮率较大的杂质；废旧涤纶纤维与普通涤纶纤维的线密度很接近，比细绒棉纤维略高.

2纺纱

纯纺废旧涤纶纤维有很大难度，可混入一些新纤维以提高它的可纺性，尝试用废旧涤纶纤维与棉纤维进行混纺.

原料：废旧涤纶纤维质量为100 g，细度为2.35 dtex，强力为5.53 cN，平均长度为16.34 mm；棉纤维质量为100 g，细度为2.12 dtex，强力为4.50 cN，平均长度为29 mm.

预定纱线规格：细度为21 tex.

纺纱工艺流程：涤+棉DHU A202清梳小样机→DHU A301并条实验机→DHU C01棉型粗纱试验机→DHU X01棉型细纱试验机.

2.1清梳联工艺

DHU 202清梳小样机的输出速度为5 m/min，道夫速度为23.08 r/min，导棉罗拉与给棉罗拉之间的牵伸为1.386倍，刺辊与锡林之间的牵伸为403.571倍，剥棉罗拉与道夫之间的牵伸为1.345倍，剥棉罗拉与大压辊之间的牵伸为1.085 7倍，大压辊与小压辊之间的牵伸为1.005倍.

清梳联工序结束之后，对落棉进行称量，其质量为75 g.由于废旧军服经开松后长度过短，落棉中几乎都是废旧涤纶纤维，棉纤维极少，可以忽略不计，此时可算出制得棉条的涤/棉混纺比为20/80.

2.2并条工艺

DHU 202型并条机工艺应设计车速为120 m/min，头道并条应采用8根棉条喂入，后区牵伸1.36倍，前区牵伸3.5倍，前张力牵伸1.02倍，后张力牵伸1.02倍；二道并条采用6根棉条喂入，后区牵伸1.36倍，前区牵伸4.5倍，前张力牵伸1.02倍，后张力牵伸1.02倍，给棉罗拉与导棉罗拉间的张力牵伸倍数为0.995 6，主电机速度为6 m/min，粗纱定量为5.5 g/10 m.

2.3粗纱工艺

根据工艺设计要点、机器型号、纤维性能、纱线细度等因素，DHU C01棉型粗纱机应选择粗纱干定量为5.5 g/10 m，由并条纺出的棉条经过计算可知棉条定量为11.3 g/5 m，粗纱捻度为5 捻/10 cm，牵伸倍数为5，锭速为500 r/min.

2.4细纱工艺

考虑细纱机型、纱线细度为21 tex即中特纱、成纱质量和生产效率等因素，DHU X01棉型细纱机牵伸形式为三罗拉长短皮圈，锭数6锭，锭速为5 000 r/min，前罗拉转速为88.5 r/min，后罗拉转速为4.06 r/min；纺纱速度为6.9 m/min，纱线捻度为78.6捻/10 cm；总牵伸倍数为21.8，后区牵伸倍数设置为1.25；钢领选择PG1型(边宽3.2 mm)，钢丝圈型号为6802 ，钢丝圈线速度为37 m/s[5-7].

3测试结果与分析

对纱线的线密度、强伸度、捻度、条干、毛羽进行了测试并分析，测试仪器有YG086C型缕纱测长机、PC/YG061F型电子单纱强力机、Y331N型纱线捻度机、YG135E型纱线条干均匀度仪、YG171L型光电投影计数式毛羽测试仪等.废旧涤纶纤维/棉(20/80)(自纺)、普通涤纶/棉(20/80)(购买成品)、纯棉纱(购买成品)细度均为21 tex，分别记作试样1、试样2和试样3.

3.1线密度

按GB/T 4743—2009《纱线线密度的测定 绞纱法》[8]测试所纺废旧涤纶/棉纱线的线密度.取5缕纱测得纱线的平均线密度为20.504 tex，线密度偏差为-2.362%.由此可知，最终纺出的纱线比预先设计的纱线细度小.

3.2捻度

按GB/T 2543.1—2001《纺织品 纱线捻度的测定 第一部分：直接计数法》[9]对3种试样分别测试5次，取平均值得到纱线的捻度，结果如表2所示.

表2　试样的捻度

由表2可以看出，3种纱线虽然是同种纱支，但是它们的捻度和捻系数是不同的.

3.3条干均匀度

按GB/T 3292.1—2008《纺织品 纱条条干不匀试验方法 电容法》[10]测得3种试样的条干CV值、粗细节及棉结，结果如表3所示.

表3　条干CV值、粗细节及棉结的测试结果

由表3可以看出，试样1(废旧涤纶/棉纱)的条干CV值最大，粗节、棉结特别是细节数都比另两种试样多，造成这种现象的主要原因是试样1中混合的废旧涤纶纤维长度过短，为16.34 mm，使混纺纱的条干不均匀性增加，粗节和细节的数量增多.

3.4强伸度

按GB/T 3916—1997《纺织品 卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》[11]对3种试样分别测试5次，取平均值得到纱线的强伸度，结果如表4所示.

表4　纱线强伸度的测试结果

从表4可以看出，试样1(废旧涤纶/棉纱)的断裂强力、断裂强度及断裂伸长比试样2(普通涤纶/棉纱)和试样3(纯棉纱)低，而断裂强力CV值、断裂强度CV值和断裂伸长CV值比试样2和试样3都大，造成这种现象的原因可能是废旧涤纶纤维的强度虽然比棉纤维高，但由于废旧涤纶纤维的长度过短，在与棉混纺的过程中，纤维之间的接触面积小，抱合力就差，使纱线的力学性能下降.

3.5毛羽

按FZ/T 01086—2000《纺织品 纱线毛羽测定方法 投影计数法》[12]对3种试样的纱线毛羽进行测试，结果如表5所示.

表5　纱线毛羽的测试结果

由表5可以看出,试样1的毛羽最多，主要原因是纱线的毛羽与形成纱线的纤维长度和短纤维含量密切相关，纤维的长度越短，单位体积头端的毛羽数越多，纱线表面出现毛羽的概率就越高，露出纱线表面的毛羽长度就越长，毛羽量也越多.试样1中由于废旧涤纶纤维长度为16.34 mm，基本都是短纤维，即短纤维含量约20%，而试样2和试样3中几乎没有短纤维，故试样1的毛羽比其他两种试样多.

4结论

(1)废旧涤纶纤维的断裂强力、断裂强度及断裂伸长明显比普通涤纶纤维低但比纯棉纤维高，即纤维弹性比普通涤纶纤维差、比纯棉纤维好.

(2)废旧涤纶纤维的回潮率比普通涤纶纤维大、比纯棉纤维小，这说明废旧涤纶纤维的吸湿性比普通涤纶纤维好、比纯棉纤维差.

(3)废旧涤纶/棉纱的条干均匀度、强伸度和毛羽都比普通涤纶/棉纱和纯棉纱差.

参考文献：

[1]中华人民共和国国务院,中华人民共和国中央军事委员会.军服管理条例[Z].2009-01-13.

[2]中国纺织报.低碳账本生出绿色效益[EB/OL].http://info.texnet.com.cn/content/2010-10-14/309495.html.

[3]王中珍,邢桂燕,丁吉庆.废旧纺织品的回收再利用与展望[J].山东纺织科技,2012(4):40-44.

[4]王来力,吴雄英,丁雪梅.废旧纺织品的回收再利用探讨[J].纺织导报,2009(4):26-28.

[5]张冶,刘梅城,张曙光.纺材工艺设计与实施[M].上海:东华大学出版社,2011:153-156.

[6]张喜昌,王秋霞,朱洪英，等.纺纱工艺与质量控制[M].北京:中国纺织出版社,2008:72-77.

[7]郁崇文.纺纱工艺设计与质量控制[M].北京:中国纺织出版社,2011:50-62.

[8]中国纺织工业协会.GB/T 4743—2009纱线线密度的测定 绞纱法[S].北京:中国标准出版社,2009.

[9]国家纺织工业局.GB/T 2543.1—2001纺织品 纱线捻度的测定 第一部分:直接计数法[S].北京:中国标准出版社,2001.

[10]中国纺织工业协会.GB/T 3292.1—2008纺织品 纱条条干不匀试验方法 电容法[S].北京:中国标准出版社,2008.

[11]中国纺织工业总会.GB/T 3916—1997纺织品 卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定[S].北京:中国标准出版社,1997.

[12]国家纺织工业局.FZ/T 01086—2000纺织品 纱线毛羽测定方法 投影计数法[S].北京:中国标准出版社,2000.

Study on the properties and recycled yarn from waste uniforms

CAO Chenghui1,2, ZHU Jinzhong1,2, WANG Fan2

(1.TextileInstituteofScienceandStandardApplication,HenanUniversityofEngineering,Zhengzhou450007,China; 2.CollegeofTextiles,HenanUniversityofEngineering,Zhengzhou450007,China)

Abstract:In order to reuse the waste uniforms, the performance of the old uniform polyester fibers are tested and compared with that of pure cotton, regular polyester. Spinning of the recycled yarns is designed and the yarn performance is tested and compared with that of ordinary polyester/cotton yarns and cotton yarns. The results show that the strength, strength ratio of the waste polyester fiber is higher than that of cotton yarns, but it is lower than the ordinary polyester fiber, and the moisture regain is larger than that of ordinary polyester fiber; the breaking strength, flexibility, evenness uniformity of the recycled polyester/cotton yarn is poorer than that of ordinary polyester/cotton and pure cotton yarn; the slugs, and thin places are of waste polyester/cotton yarn are more than that of ordinary polyester/cotton and pure cotton yarns.

Key words:recycled polyester fibers；yarn；action stretch；unevenness；hairiness

中图分类号：TS102.9

文献标志码：A

文章编号：1674-330X(2016)01-0013-04

作者简介：曹成辉(1981-)，男，山东章丘人，讲师，主要从事纺纱工艺与设备研究.

基金项目：河南工程学院纺织科技与标准应用研究所资助项目(YJJJ2014006)

收稿日期：2015-08-28